MODUL 5 PENENTUAN ENTALPI REAKSI dengan KALORIMETRI Kalor reaksi dapat ditentukan melalui percobaan yaitu dengan alat yang disebut kalorimeter.proses pengukuran kalor reaksi disebut kalorimetri kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi ( tidak ada pertukaran materi maupun energi dengan lingkungan diluar kalorimeter ). untuk menghitung kalor yang dihasilkan,dengan menggunakan rumus: Ada dua jenis kalorimeter,yaitu: 1. Kalorimetri sederhana Cara penentuan kalor reaksi dengan menggunakan kalorimeter di sebut kalorimetri. Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi ( tidak ada perpindahan materi maupun energi ).Dengan mengukur perubahan suhu didalam kalometer,kita dapat menentukan jumlah kalor yang diserap/dibebaskan oleh larutan dengan persamaan Gambar Kalorimeter kalorimeter ini paling mudah digunakan untuk mengukur besarnya kalor yang dilepas / diserap reaksi sama dengan besarnya kalor yang diserap / dilepas larutan.tidak ada kalor yang diserap / dilepas sistem atau sistem terisolasi ( adiabatik ),dapat dirumuskan bahwa : Modul Penentuan Entalpi_2013 Page 1
Persamaan umum : q reaksi + q larutan + q kalorimetri = 0 q reaksi + q larutan + 0 = 0 q reaksi = - q larutan... (1) q larutan = m.c. T... (2) jadi persamaa (1) dan (2), menjadi : q reaksi = - (m.c. T ) dengan q reaksi = kalor yang diserap atau dilepaskan ( J atau kj ) m = massa ( g ) c = kalor jenis ( J / g o C ) T = perubahan suhu ( o C ) Contoh ; seorang murid mereaksikan 50 ml larutan yang mengandung 0,05 mol NaOH dan 50 ml larutan yang mengandung 0,05 mol HCl didalam suatu kalorimeter sederhana setelah mengaduknya,ia mengamati suhu larutan naik menjadi 31,4 o C.Jika suhu awal adalah 25 o C,maka: a.tentukan kalor reaksi b. Tentukan kalor reaksi permol NaOH c. Tuliskan persamaan termokimianya ( jika kalor jenis larutan = 4,18 J / g o C dan = 1000 g / l ) Penyelesaian : Modul Penentuan Entalpi_2013 Page 2
2. Kalorimeter Bom Kalorimeter bom bisanya di gunakan untuk reaksi-reaksi pembakaran. Gambar kalorimeter bom : kalorimeter bom digunakan untuk pengukuran kalor reaksi dengan tingkat ketelitian yang tinggi.kalorimeter ini biasanya digunakan untuk reaksi yang melibatkan gas.jika diasumsikan bahwa perpindahan kalor hanya terjadi antara reaksi kimia dengan kalorimeter bom dan tidak ada kalor yang keluar kelingkungan ( sistem terisolasi atau adiabatik ),maka dapat dirumuskan : q reaksi + q kalorimeter + ql arutan = 0 q reaksi = - ( q kalorimeter + q larutan ) q larutan = m.c. T... (1) q kalorimetri = C. T... (2) Modul Penentuan Entalpi_2013 Page 3
jadi persamaan (1) dan (2), menjadi q reaksi =- (m.c. T + C. T ) Dimana, C = Kapasitas kalor ( J/ o C ) Contoh : Sebanyak 1 gram propana dibakar dengan oksigen berlebih dalam suatu kalorimeter bom.kalor yang dilepas reaksi menyebabkan kenaikan suhu kalorimeter bom dari 25 o C menjadi 25,54 o C.Jika C kalorimeter adalah 97,0 kj / o C,maka ; a. Tentukan kalor reaksi b. Tentukan H untuk pembakaran 1 mol C 3 H 8 c. Tulis persamaan termokimia untuk pembakaran 1 mol C 3 H 8 Jawab : Modul Penentuan Entalpi_2013 Page 4
Lembar Aktivitas Siswa ( Kalorimetri ) 1. Pembakaran 1 gram metana ( CH 4 ) di dalam sebuah kalorimeter bom membuat suhu air dan kalorimeter naik dari 25 o C menjadi 38 o C. Massa air dalam kalometer adalah 1000 gram, jika diketahui kalor jenis air adalah 4,2 J/g o C, dan kapasitas kalor dari bom adalah 105, J/ o C.Tentukan jumlah kalor yang di hasilkan pada pembakaran 1 mol metana. Penyelesaian : Coba uji kepahaman hal:110-111 no. 32-34 SOAL 1. Dalam calorimeter bom yang memiliki nilai air 125 J/ o C dan berisi 500 ml air dengan suhu 24 o C di bakar sempurna 2 gram gas metana.bila suhu air dan calorimeter menjadi 74 o C dan kalor jenis air adalah 4,2 J/g K. Tentukan perubahan entalpi pembakaran gas metana dalam kj/mol. 2. Bila 50 ml larutan 0,4 M KOH direaksikan dengan 50 ml 0,4 M HCl maka terjadi kenaikan suhu larutan sebesar 2 o C.Bila 100 ml larutan 1 M KOH direaksikan dengan 100 ml larutan HCl 1,2 M,maka tentukan kenaikan suhu larutan tersebut.oc 3. Dalam calorimeter yang bernilai air 180 J/ o C dan berisi 400 ml air terjadi reaksi yang menghasilkan kalor sebesar 4,65 kj.kalor jenis air adalah 4,2 J/g o C. Tentukan suhu air dan calorimeter tersebut oc 4. Suatu calorimeter memiliki nilai air 400 J/ o C. Didalamnya direaksikan 250 ml larutan NaOH 0,2 M dan 250 larutan HCl 0,2 M.Jika suhu larutan dan calorimeter naik sebesar 4 o C,kalor jenis air 4,2 J/g o C.Tentukan perubahan entalpinya kj Modul Penentuan Entalpi_2013 Page 5
5. Agar suhu calorimeter yang nilai airnya 200 J o C dan 300 ml larutan di dalamnya naik sebesar 6 o C,maka reaksi antara zat-zat dalam calorimeter harus membebaskan kalor sebanyak.kj ( kalor jenis air = 4,2 ) 6. Pada pembakaran suatu zat dihasilkan kalor sebanyak 630 kj.bila kalor yang dihasilkan dapat mendidihkan 2 liter air ( kalor jenis air 4,2 J/g oc ) 7. Diketahui persamaan termokimia berikut : 2NaOH(aq) + H2SO4 (aq) Na2SO4(aq) + H2O (l), H = - 240 kj Jika dalam calorimeter yang nilai airnya 160 J/ oc direaksikan 100 ml H2SO4 0,2 M dan 100 ml NaOH 0,2 M ( kalor jenis air = 4,2 J/g oc ),maka suhu calorimeter dan larutan di dalamnya. 8. Diketahui : CaO(s) + H2O(l) Ca(OH)2 (aq), H = -80 kj.ke dalam calorimeter yang mengandung 150 ml air dimasukkan 2,8 gram CaO.Suhu larutan dan calorimeter naik sebesar 5oC.Bila kalor jenis air adalah 4,2 J/g oc Modul Penentuan Entalpi_2013 Page 6